JP2008020664A - 像ブレ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した動作でセンタリング処理が可能な像ブレ補正装置を提供する。
【解決手段】像ブレ補正装置は、可動部を備える。可動部を、像ブレ補正処理の為に移動制御し、像ブレ補正処理を開始する前に、可動部を所定時間かけて特定位置に移動させる制御部を備える。制御部は、可動部の特定位置への移動終了前に、可動部を減速して移動させる。特定位置への移動後に、像ブレ補正処理の為の移動制御が行われる。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置における像ブレ補正装置に関し、像ブレ補正処理の開始前に所定位置に可動部を移動させるセンタリング処理を安定的に行うための像ブレ補正装置に関する。

従来、カメラなどの撮像装置において撮像中に生じた手ブレ量に応じて、像ブレ補正レンズまたは撮像素子を光軸と垂直な平面上を移動させることにより結像面上での像ブレを抑制する像ブレ補正処理を行う装置が提案されている。

特許文献１は、像ブレ補正処理の開始前に所定位置として移動範囲中心に可動部を移動させるセンタリング処理を行う像ブレ補正装置を開示する。
特開平０７−２６１２３３号公報

しかし、特許文献１の装置では、センタリング処理における可動部の移動制御については詳しく書かれていない。センタリング処理において、可動部を高速で移動させると、移動が振動的になり、動作が安定しない。

したがって本発明の目的は、安定した動作でセンタリング処理が可能な像ブレ補正装置を提供することである。

本発明に係る像ブレ補正装置は、可動部と、可動部を、像ブレ補正処理の為に移動制御し、像ブレ補正処理を開始する前に、可動部を所定時間かけて特定位置に移動させる制御部とを備え、制御部は、可動部の特定位置への移動終了前に、可動部を減速して移動させ、特定位置への移動後に、像ブレ補正処理の為の移動制御が行われる。

好ましくは、特定位置は可動部の移動範囲中心である。

また、好ましくは、露光が開始される前に、可動部の特定位置への移動が終了する。

また、好ましくは、ミラーアップ動作を行うミラーと、シャッタとを更に備え、所定時間は、レリーズスイッチがオン状態にされた後でミラーアップ動作が開始された時点から、シャッタの開動作が開始される間での時間よりも短い時間に設定され、シャッタの開動作が開始される前に、可動部の特定位置への移動が終了する。

また、好ましくは、制御部は、可動部の特定位置への移動開始直後は、可動部を加速して移動させる。

また、好ましくは、制御部は、所定時間の間、可動部と特定位置との距離と、所定時間の開始からの経過時間との関係が余弦波形を示すように、可動部を移動制御する。

さらに好ましくは、像ブレ補正処理、及び特定位置への移動の為の、可動部の移動制御は、一定時間間隔で行われ、所定時間は、一定時間よりも長く設定される。

以上のように本発明によれば、安定した動作でセンタリング処理が可能な像ブレ補正装置を提供することができる。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。撮像装置１は、デジタルカメラであるとして説明する。なお、方向を説明するために、撮像装置１において光軸ＬＸと直交する水平方向を第１方向ｘ、光軸ＬＸと直交する鉛直方向を第２方向ｙ、光軸ＬＸと平行な水平方向を第３方向ｚとして説明する。

撮像装置１の撮像に関する部分は、主電源のオンオフ切り替えを行うＰｏｎボタン１１、レリーズボタン１３、像ブレ補正ボタン１４、ＬＣＤモニタ１７、ミラー絞りシャッタ部１８、ＤＳＰ１９、ＣＰＵ２１、ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、像ブレ補正部３０の撮像部３９ａ、及び撮影レンズ６７から構成される（図１〜３参照）。Ｐｏｎボタン１１の押下に対応してＰｏｎスイッチ１１ａのオンオフ状態が切り替えられ、これにより撮像装置１の主電源のオンオフ状態が切り替えられる。被写体像は、撮像部３９ａによって撮影レンズ６７を介した光学像として撮像され、ＬＣＤモニタ１７によって撮像された画像が表示される。また被写体像は光学ファインダ（不図示）によって光学的に観察することも可能である。

レリーズボタン１３は、半押しすることにより測光スイッチ１２ａがオン状態にされ測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ１３ａがオン状態にされ撮像部３９ａ（撮像手段）による撮像（撮像動作）が行われ、撮影像がメモリされる。

ミラー絞りシャッタ部１８は、ＣＰＵ２１のポートＰ７と接続され、レリーズスイッチ１３ａのオン状態に連動して、ミラーのＵＰ／ＤＯＷＮ、絞りの開閉（閉開）、及びシャッタの開閉動作を行う。

ＤＳＰ１９は、ＣＰＵ２１のポートＰ９、及び撮像部３９ａと接続され、ＣＰＵ２１の指示に基づいて、撮像部３９ａにおける撮像により得られた画像信号について、画像処理などの演算処理を行う。

ＣＰＵ２１は、撮像に関する各部の制御、後述する像ブレ補正に関する各部の制御を行う制御手段である。また、ＣＰＵ２１は、後述する補正モードか否かを判断する像ブレ補正パラメータＩＳの値、レリーズ状態管理パラメータＲＰ、ミラー状態管理パラメータＭＰ、ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰ、及び第１、第２現在位置パラメータＰＰｘ、ＰＰｙの値をメモリする。

レリーズ状態管理パラメータＲＰは、レリーズシーケンス動作に連動して値が切り替えられ、レリーズシーケンス動作中に値が１に設定され（図４のステップＳ２１〜Ｓ３１参照）、レリーズシーケンス動作終了の時に値が０に設定される（図４のステップＳ１３、Ｓ３１参照）。

ミラー状態管理パラメータＭＰは、撮像装置１のミラー（不図示）が、撮像動作のために、ミラーアップ動作が行われている間、値が１に設定され（図４のステップＳ２２参照）、それ以外の間は、値が０に設定される（図４のステップＳ２４参照）。

撮像装置１におけるミラーアップ動作が完了したか否かの検知は、メカスイッチ（不図示）のオンオフ状態を検知することにより行われる。ミラーダウン動作が完了したか否かの検知は、シャッタチャージが完了したか否かの状態を検知することにより行われる。

ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰは、ミラーアップ動作が行われている時間をカウントするパラメータである（図５のステップＳ６０参照）。

ＣＰＵ２１は、像ブレ補正処理前の動作として可動部３０ａを特定位置（本実施形態では移動範囲中心：第１方向ｘ、及び第２方向ｙの座標値が共に０）に移動させる（センタリング処理）。この移動の為に、ＣＰＵ２１は、ミラー状態管理パラメータＭＰの値が１に設定された後、所定時間（６０ｍｓ）をかけて、可動部３０ａを移動範囲中心位置に移動させる。可動部３０ａの移動範囲中心位置への移動完了後、像ブレ補正処理が開始される。

この時、移動開始直後（始点近傍にある時）と移動終了前（終点：移動範囲中心近傍にある時）は、低速で、その間は高速で駆動する。すなわち、移動開始直後は加速し、移動終了前に減速し、移動終了時に停止する。具体的には、ＣＰＵ２１は、移動開始時（ＭＲＵＰ＝０、経過時間：０）から、移動終了時（ＭＲＵＰ＝６０、経過時間：６０ｍｓ）の間の、可動部３０ａの移動範囲中心からの距離と、経過時間との関係が余弦波形を示す（図７参照）、すなわち可動部３０ａの移動速度と、経過時間との関係が正弦波形を示す（図８参照）ように、可動部３０ａの移動制御を行う。

第１、第２現在位置パラメータＰＰｘ、ＰＰｙは、可動部３０ａを所定時間（６０ｍｓ）だけかけて移動中心位置に移動させる際の、移動開始時点の第１方向ｘ、第２方向ｙの位置が設定される（図５のステップＳ５７参照）。

また、ＣＰＵ２１は、後述する第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ、第１、第２デジタル角度Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ、位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎ、第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎ、第１駆動力Ｄｘ_ｎ、第２駆動力Ｄｙ_ｎ、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分ｐｄｘ_ｎ、第２方向ｙ成分ｐｄｙ_ｎ、第１、第２減算値ｅｘ_ｎ、ｅｙ_ｎ、第１、第２比例係数Ｋｘ、Ｋｙ、像ブレ補正処理のサンプリング周期θ、第１、第２積分係数Ｔｉｘ、Ｔｉｙ、及び第１、第２微分係数Ｔｄｘ、Ｔｄｙをメモリする。

ＡＥ部２３は、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。ＡＦ部２４は、測距を行い、この測距結果に基づき撮影レンズ６７を光軸方向に変位させ焦点調節を行う。

撮像装置１の像ブレ補正装置すなわち像ブレ補正に関する部分は、像ブレ補正ボタン１４、ＬＣＤモニタ１７、ＣＰＵ２１、角速度検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、像ブレ補正部３０、磁界変化検出素子の信号処理回路としてのホール素子信号処理回路４５、及び撮影レンズ６７から構成される。

像ブレ補正ボタン１４は、押下することにより像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされ、測光など他の動作と独立して、一定時間ごとに、角速度検出部２５、及び像ブレ補正部３０が駆動されて像ブレ補正処理が行われる。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モードの場合に像ブレ補正パラメータＩＳが１に設定され、像ブレ補正スイッチ１４ａがオフ状態にされた補正モードでない場合に像ブレ補正パラメータＩＳが０に設定する。本実施形態ではこの一定時間を１ｍｓであるとして説明する。

これらのスイッチの入力信号に対応する各種の出力はＣＰＵ２１によって制御される。測光スイッチ１２ａ、レリーズスイッチ１３ａ、像ブレ補正スイッチ１４ａのオン／オフ情報は、それぞれ１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４に入力される。ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、ＬＣＤモニタ１７は、それぞれポートＰ４、Ｐ５、Ｐ６で信号の入出力が行われる。

次に、角速度検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、像ブレ補正部３０、ホール素子信号処理回路４５についての詳細、及びＣＰＵ２１との入出力関係について説明する。

角速度検出部２５は、第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂ、第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂ、及び第１、第２アンプ２８ａ、２８ｂを有する。第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂは、撮像装置１の第１方向ｘ（第２方向ｙに平行な軸周りのヨーイング）及び第２方向ｙ（第１方向ｘに平行な軸周りのピッチング）の角速度を検出する。第１角速度センサ２６ａは、第１方向ｘの角速度（ヨーイング角速度）を、第２角速度センサ２６ｂは第２方向ｙの角速度（ピッチング角速度）を検出するジャイロセンサである。第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂは、第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂからの出力のヌル電圧やパンニングである低周波成分をカットする（アナログハイパスフィルタ処理）。第１、第２アンプ２８ａ、２８ｂは、低周波成分がカットされた角速度に関する信号を増幅し、第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力する。

低周波成分のカットは、第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂにおけるアナログハイパスフィルタ処理、及びＣＰＵ２１におけるデジタルハイパスフィルタ処理が行われる。後段のデジタルハイパスフィルタ処理においては、アナログハイパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数以上のカットオフ周波数が設定される。後段のデジタルハイパスフィルタ処理では、時定数（第１、第２ハイパスフィルタ時定数ｈｘ、ｈｙ）の値の変更が、容易に行えるメリットを有する。

ＣＰＵ２１、及び角速度検出部２５の各部への電力供給は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた（主電源がオン状態にされた）後に開始される。角速度検出部２５におけるブレ量検出演算は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた（主電源がオン状態にされた）後に開始される。

ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙをＡ／Ｄ変換し（第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ）、ヌル電圧やパンニングである低周波成分をカットし（デジタルデジタルハイパスフィルタ処理、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ）、及び積分演算を行い、像ブレ量（像ブレ角度）を求める（第１、第２デジタル角度Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ）。従って、角速度検出部２５とＣＰＵ２１は、像ブレ量演算機能を有する。

ｎは、０以上の整数であり、タイマ割り込み処理開始（ｔ＝０、図４のステップＳ１２参照）から、最新のタイマ割り込み処理を行った時点（ｔ＝ｎ）までの時間（ｍｓ）を示す。

第１方向ｘに関するデジタルハイパスフィルタ処理は、第１デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎを、一定時間（１ｍｓ）前までのタイマ割り込み処理で求められた第１デジタル角速度ＶＶｘ_０〜ＶＶｘ_ｎ―１の和ΣＶＶｘ_ｎ−１を第１ハイパスフィルタ時定数ｈｘで割ったもので減算して、第１デジタル角速度ＶＶｘ_ｎを求めることにより行われる（ＶＶｘ_ｎ＝Ｖｘ_ｎ―（ΣＶＶｘ_ｎ−１）／ｈｘ、図６の（１）参照）。第２方向ｙに関するデジタルハイパスフィルタ処理は、第２デジタル角速度信号Ｖｙ_ｎを、一定時間（１ｍｓ）前までのタイマ割り込み処理で求められた第２デジタル角速度ＶＶｙ_０〜ＶＶｙ_ｎ―１の和ΣＶＶｙ_ｎ−１を第２ハイパスフィルタ時定数ｈｙで割ったもので減算して、第２デジタル角速度ＶＶｙ_ｎを求めることにより行われる（ＶＶｙ_ｎ＝Ｖｙ_ｎ―（ΣＶＶｙ_ｎ−１）／ｈｙ）。

本実施形態では、タイマ割り込み処理における角速度検出処理は、角速度検出部２５における処理、及び角速度検出部２５からＣＰＵ２１への第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙの入力処理を言うものとする。

第１方向ｘに関する積分演算処理は、タイマ割り込み処理開始（ｔ＝０、図４のステップＳ１２参照）から、最新の時点（ｔ＝ｎ）の第１デジタル角速度ＶＶｘ_０〜ＶＶｘ_ｎの和を求めることにより行われる（Ｂｘ_ｎ＝ΣＶＶｘ_ｎ、図６の（３）参照）。第２方向ｙに関する積分演算処理は、タイマ割り込み処理開始後から最新の第２デジタル角速度ＶＶｙ_０〜ＶＶｙ_ｎの和を求めることにより行われる（Ｂｙ_ｎ＝ΣＶＶｙ_ｎ）。

ＣＰＵ２１は、演算により求められた像ブレ量（像ブレ角度：第１、第２デジタル角度Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ）に応じた撮像部３９ａの移動すべき位置Ｓ_ｎを、焦点距離などを考慮した位置変換係数ｚｚに基づいて、第１方向ｘ、第２方向ｙごとに演算し設定する。位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分をＳｘ_ｎ、第２方向ｙ成分をＳｙ_ｎとする。撮像部３９ａを含む可動部３０ａの移動は、後述する電磁力によって行われる。可動部３０ａをこの位置Ｓ_ｎまで移動させるために駆動用ドライバ回路２９を介して第１駆動用コイル３１ａを駆動する駆動力Ｄ_ｎの第１方向ｘ成分を第１駆動力Ｄｘ_ｎ（Ｄ／Ａ変換後は第１ＰＷＭデューティｄｘ）、第２駆動用コイル３２ａを駆動する第２方向ｙ成分を第２駆動力Ｄｙ_ｎ（Ｄ／Ａ変換後は第２ＰＷＭデューティｄｙ）とする。

但し、像ブレ補正処理前の所定時間の間の移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）は、像ブレ量と関連しない演算で求められた値（所定時間かけて移動範囲中心に移動させるための値）が設定される（図５のステップＳ５９参照）。

第１方向ｘに関する位置設定演算処理は、最新の第１デジタル角度Ｂｘ_ｎに第１位置変換係数ｚｘを乗算することにより求められる（位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎ＝ｚｘ×Ｂｘ_ｎ、図６の（３）参照）。第２方向ｙに関する位置設定演算処理は、最新の第２デジタル角度Ｂｙ_ｎに第２位置変換係数ｚｙを乗算することにより求められる（位置Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎ＝ｚｙ×Ｂｙ_ｎ）。

像ブレ補正部３０は、露光時間内であって、像ブレ補正処理を行う場合（ＩＳ＝１）に、ＣＰＵ２１が演算した移動すべき位置Ｓ_ｎに撮像部３９ａを移動させることによって、ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸ＬＸのずれを無くし、被写体像と結像面位置を一定に保ち、像ブレを補正する像ブレ補正処理を行う装置であり、撮像部３９ａを含みｘｙ平面上に移動可能領域をもつ可動部３０ａと、固定部３０ｂとを備える。露光時間内であって、像ブレ補正処理を行わない場合（ＩＳ＝０）は、可動部３０ａは、特定位置（本実施形態では移動範囲中心）に固定される。露光開始前の所定時間の間は、可動部３０ａを移動範囲中心に移動せしめるための駆動が行われる。露光開始前の所定時間と露光時間以外は、可動部３０ａの駆動は行われない。

像ブレ補正部３０は、駆動オフ状態で可動部３０ａを固定する機構を有しない。

像ブレ補正部３０の可動部３０ａの駆動（特定位置への固定を含む）は、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０から第１ＰＷＭデューティｄｘ、ＰＷＭ１から第２ＰＷＭデューティｄｙの出力を受けた駆動用ドライバ回路２９を介して、駆動手段に含まれる駆動用コイル部、駆動用磁石部による電磁力によって行われる（図６の（５）参照）。可動部３０ａの移動前または移動後の位置Ｐ_ｎはホール素子部４４ａ、ホール素子信号処理回路４５によって検出される。検出された位置Ｐ_ｎの情報は、第１検出位置信号ｐｘが第１方向ｘ成分として、第２検出位置信号ｐｙが第２方向ｙ成分としてそれぞれＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３に入力される（図６の（２）参照）。第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙはＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３を介してＡ／Ｄ変換される。第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙに対してＡ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分、第２方向ｙ成分をそれぞれｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎとする。検出された位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎ）のデータと移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）のデータによりＰＩＤ制御（第１、第２駆動力Ｄｘ_ｎ、Ｄｙ_ｎの算出）が行われる。

第１駆動力Ｄｘ_ｎは、位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎを、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分ｐｄｘ_ｎで減算した第１減算値ｅｘ_ｎ、第１比例係数Ｋｘ、サンプリング周期θ、第１積分係数Ｔｉｘ、第１微分係数Ｔｄｘに基づいて算出される（Ｄｘ_ｎ＝Ｋｘ×｛ｅｘ_ｎ＋θ÷Ｔｉｘ×Σｅｘ_ｎ＋Ｔｄｘ÷θ×（ｅｘ_ｎ―ｅｘ_ｎ−１）｝、図６の（４）参照）。

第２駆動力Ｄｙ_ｎは、位置Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎを、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第２方向ｙ成分ｐｄｙ_ｎで減算した第２減算値ｅｙ_ｎ、第２比例係数Ｋｙ、サンプリング周期θ、第２積分係数Ｔｉｙ、第２微分係数Ｔｄｙに基づいて算出される（Ｄｙ_ｎ＝Ｋｙ×｛ｅｙ_ｎ＋θ÷Ｔｉｙ×Σｅｙ_ｎ＋Ｔｄｙ÷θ×（ｅｙ_ｎ―ｅｙ_ｎ−１）｝）。

サンプリング周期θの値は、一定時間：１ｍｓに設定される。

像ブレ補正処理すなわちＰＩＤ制御による像ブレ補正に対応した移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）への可動部３０ａの駆動は、像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モード（ＩＳ＝１）の時に行われる。像ブレ補正パラメータＩＳが０の時には、可動部３０ａは、像ブレ補正処理に対応しない特定位置へのＰＩＤ制御が行われ、移動中心位置に移動せしめられる。

可動部３０ａは、駆動用コイル部として２つの第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａ、撮像素子を有する撮像部３９ａ、及び磁界変化検出素子部としてのホール素子部４４ａを有する。本実施形態では、撮像素子がＣＣＤであるとして説明するが、ＣＭＯＳなど他の撮像素子であってもよい。

固定部３０ｂは、駆動用磁石部として２つの第１、第２位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂ、第１、第２位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂ、４３２ｂを有する。

固定部３０ｂは、可動部３０ａを第１方向ｘ、第２方向ｙに移動自在に支持する。

撮像素子の撮像範囲を最大限活用して像ブレ補正を行うために、撮影レンズ６７の光軸ＬＸが撮像素子の中心近傍を通る位置関係にある時に、第１方向ｘ、第２方向ｙともに可動部３０ａが移動範囲の中心に位置する（移動中心位置にある）ように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定する。撮像素子の中心とは、撮像素子の撮像面を形成する矩形が有する２つの対角線の交点をいう。

可動部３０ａには、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａ、及びホール素子部４４ａとが取り付けられている。第１駆動用コイル３１ａのコイルパターンは、第１駆動用コイル３１ａの電流の方向と第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第１駆動用コイル３１ａを含む可動部３０ａを第１方向ｘに移動させるべく、第２方向ｙと平行な線分を有する。第２駆動用コイル３２ａのコイルパターンは、第２駆動用コイル３２ａの電流の方向と第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第２駆動用コイル３２ａを含む可動部３０ａを第２方向ｙに移動させるべく、第１方向ｘと平行な線分を有する。ホール素子部４４ａについては後述する。

第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａは、フレキシブル基板（不図示）を介してこれらを駆動する駆動用ドライバ回路２９と接続される。駆動用ドライバ回路２９は、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０、ＰＷＭ１から第１、第２ＰＷＭデューティｄｘ、ｄｙのそれぞれが入力される。駆動用ドライバ回路２９は、入力された第１、第２ＰＷＭデューティｄｘ、ｄｙの値に応じて第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａに電力を供給し、可動部３０ａを駆動する。

第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂは、第１駆動用コイル３１ａ及び水平方向ホール素子ｈｈ１０と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂは、第２駆動用コイル３２ａ及び鉛直方向ホール素子ｈｖ１０と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。

第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第１位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂの上であって、第１方向ｘにＮ極とＳ極が並べて取り付けられる。

第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第２位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂの上であって、第２方向ｙにＮ極とＳ極が並べて取り付けられる。

第１位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂは、軟磁性体材料で構成され、固定部３０ｂ上に取り付けられる。第１位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂは、第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと第１駆動用コイル３１ａ、及び第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと水平方向ホール素子ｈｈ１０との間の磁束密度を高める役目を果たす。

第２位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂは、軟磁性体材料で構成され、固定部３０ｂ上に取り付けられる。第２位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂは、第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと第２駆動用コイル３２ａ、及び第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと鉛直方向ホール素子ｈｖ１０との間の磁束密度を高める役目を果たす。

ホール素子部４４ａは、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子を２つ有し、可動部３０ａの第１方向ｘ、第２方向ｙの現在位置Ｐ_ｎ（第１検出位置信号ｐｘ、第２検出位置信号ｐｙ）を検出する１軸ホール素子である。２つのホール素子のうち第１方向ｘの位置検出用のホール素子を水平方向ホール素子ｈｈ１０、第２方向ｙの位置検出用のホール素子を鉛直方向ホール素子ｈｖ１０とする。

水平方向ホール素子ｈｈ１０は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと対向する位置に取り付けられる。鉛直方向ホール素子ｈｖ１０は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと対向する位置に取り付けられる。

直線的な変化量を使って精度の高い位置検出が行える範囲を最大限活用して位置検出を行うため、水平方向ホール素子ｈｈ１０の第１方向ｘの位置は、撮像素子の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂのＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。同様に、鉛直方向ホール素子ｈｖ１０の第２方向ｙの位置は、撮像素子の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂのＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。

ホール素子信号処理回路４５は、水平方向ホール素子ｈｈ１０の出力信号から水平方向ホール素子ｈｈ１０における出力端子間の水平方向電位差ｘ１０を検出し、これから第１方向ｘの位置を特定する第１検出位置信号ｐｘをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２に出力する第１ホール素子信号処理回路４５０と、鉛直方向ホール素子ｈｖ１０の出力信号から、鉛直方向ホール素子ｈｖ１０における出力端子間の鉛直方向電位差ｙ１０を検出し、これから第２方向ｙの位置を特定する第２検出位置信号ｐｙをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ３に出力する第２ホール素子信号処理回路４６０とを有する。

次に、撮像装置１のメイン動作について図４のフローチャートで説明する。

撮像装置１の電源がオンにされると、ステップＳ１１で、角速度検出部２５に電力が供給され、電源オン状態にされる。ステップＳ１２で、一定時間（１ｍｓ）間隔でタイマ割り込み処理が開始される。ステップＳ１３で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が０に設定される。タイマの割り込み処理の詳細については、図５のフローチャートを使って後述する。

ステップＳ１４で、測光スイッチ１２ａがオン状態にされているか否かが判断される。オン状態にされていない場合は、ステップＳ１４が繰り返され、オン状態にされている場合は、ステップＳ１５に進められる。

ステップＳ１５で、像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされたか否かが判断される。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされていない場合は、ステップＳ１６で、像ブレ補正パラメータＩＳの値が０に設定される。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ１７で、像ブレ補正パラメータＩＳの値が１に設定される。

ステップＳ１８で、ＡＥ部２３のＡＥセンサ駆動により測光が行われ、絞り値や露光時間が演算される。ステップＳ１９で、ＡＦ部２４のＡＦセンサが駆動され測距が行われ、ＡＦ部２４のレンズ制御回路駆動により合焦動作が行われる。

ステップＳ２０で、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされたか否かが判断される。レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされていない場合には、ステップＳ１４に戻される（ステップＳ１４〜１９を繰り返す）。レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ２１に進められ、レリーズシーケンス動作が開始される。

ステップＳ２１で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が１に設定される。ステップＳ２２で、ミラー状態管理パラメータＭＰの値が１に設定され、ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が０に設定される。ステップＳ２３で、ミラー絞りシャッタ部１８により、ミラーアップ動作、及び絞りの絞り込み動作が行われる。ミラーアップ動作終了後、ステップＳ２４で、ミラー状態管理パラメータＭＰの値が０に設定される。ステップＳ２５で、ミラー絞りシャッタ部１８により、シャッタ開動作（先幕動作）が行われる。ステップＳ２３のミラーアップ動作開始から、ステップＳ２５のシャッタ開動作開始までは、約７０ｍｓの時間であり、シャッタ動作開始前に、所定時間（６０ｍｓ）が終了する、すなわち、可動部３０ａの特定位置（移動範囲中心）への移動制御が完了する。

ステップＳ２６で、ＣＣＤの電荷蓄積すなわち露光が行われる。露光時間終了後、ステップＳ２８で、ミラー絞りシャッタ部１８により、シャッタ閉動作（後幕動作）、ミラーダウン動作、及び絞り開放動作が行われる。ステップＳ２８で、ＣＣＤ入力、すなわち露光時間内の間ＣＣＤに蓄積された電荷が移動せしめられる。ステップＳ２９で、ＣＰＵ２１とＤＳＰ１９との間で通信が行われ、移動された電荷に基づいて画像処理が行われ、画像処理された画像が撮像装置１内の映像メモリに記憶される。ステップＳ３０で、記憶された画像信号は、ＬＣＤモニタ１７によって表示される。ステップＳ３１で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が０に設定され、レリーズシーケンス動作が完了する。その後、ステップＳ１４に戻される（次の撮像動作が可能な状態にされる）。

次に、図４のステップＳ１２で開始され、一定時間（１ｍｓ）間隔で行われるタイマ割り込み処理について図５のフローチャートを用いて説明する。タイマ割り込み処理が開始されると、ステップＳ５１で、角速度検出部２５から出力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙが、ＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１を介しＡ／Ｄ変換され入力される（第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ、角速度検出処理）。第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎは、ヌル電圧やパンニングである低周波成分がカットされる（第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ、デジタルハイパスフィルタ処理）。

ステップＳ５２で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が１に設定されているか否かが判断される。１に設定されていない場合は、ステップＳ５３で、可動部３０ａの駆動がオフ状態、すなわちコイルをつかった可動部３０ａへの駆動制御が行われない状態にされる。１に設定されている場合はステップＳ５４に進められる。

ステップＳ５４で、ホール素子部４４ａで位置検出され、ホール素子信号処理回路４５で演算された第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙがＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３を介しＡ／Ｄ変換され入力され、現在位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎ）が求められる。

ステップＳ５５で、ミラー状態管理パラメータＭＰの値が１に設定されているか否かが判断される。ミラー状態管理パラメータＭＰの値が１に設定されていない場合は、ステップＳ６１に進められる。ミラー状態管理パラメータＭＰの値が１に設定されている場合は、ステップＳ５６に進められる。

ステップＳ５６で、ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が０に設定されているか否かが判断される。ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が０に設定されている場合はステップＳ５７で、第１現在位置パラメータＰＰｘの値が、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分ｐｄｘ_ｎの値に設定され、第２現在位置パラメータＰＰｙの値が、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第２方向ｙ成分ｐｄｙ_ｎの値に設定され、ステップＳ５８に進められる。ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が０に設定されていない場合はステップＳ５８に進められる。

ステップ５８で、ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が６０に設定されているか否かが判断される。ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が６０に設定されている場合はステップＳ６１に進められる。ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が６０に設定されていない場合は、ステップＳ５９に進められる。

ステップＳ５９で、位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎの値が、第１現在位置パラメータＰＰｘ、及びミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰに基づいて算出される（Ｓｘ_ｎ＝ＰＰｘ×｛１＋ｃｏｓ（ＭＲＵＰ×１８０度÷６０）｝÷２）。位置Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎの値が、第２現在位置パラメータＰＰｙ、及びミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰに基づいて算出される（Ｓｙ_ｎ＝ＰＰｙ×｛１＋ｃｏｓ（ＭＲＵＰ×１８０度÷６０）｝÷２）。ステップＳ６０で、ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が１だけ加算されて、ステップＳ６４に進められる。

ｃｏｓ（ＭＲＵＰ×１８０度÷６０）の値を求めるための三角関数演算は、演算処理を行うＣＰＵ２１への負荷が大きいため、処理速度を高めるためには、予めＭＲＵＰ＝０からＭＲＵＰ＝６０までの６１通りのｃｏｓ（ＭＲＵＰ×１８０度÷６０）の値（変換値）をメモリしておくのが望ましい。

ステップＳ６１で、像ブレ補正パラメータＩＳの値が０か否かが判断される。ＩＳ＝０すなわち補正モードでない場合は、ステップＳ６２で、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）が可動部３０ａの移動中心位置と同じに設定される。ＩＳ＝１すなわち補正モードの場合は、ステップＳ６３で、ステップＳ５１で求めた第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙから可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）が演算され設定される。

ステップＳ６４で、ステップＳ５９、Ｓ６２またはＳ６３で設定した位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）と現在位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎ）より可動部３０ａの移動に必要な駆動力Ｄ_ｎすなわち第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａを駆動するのに必要な第１駆動力Ｄｘ_ｎ（第１ＰＷＭデューティｄｘ）、第２駆動力Ｄｙ_ｎ（第２ＰＷＭデューティｄｙ）が演算される。ステップＳ６５で第１、第２ＰＷＭデューティｄｘ、ｄｙにより駆動用ドライバ回路２９を介し第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａが駆動され可動部３０ａが移動せしめられる。ステップＳ６４、Ｓ６５の動作は、一般的な比例、積分、微分演算を行うＰＩＤ自動制御で用いられる自動制御演算である。

像ブレ補正処理前（図５のステップＳ６１の前）、可動部３０ａを移動範囲中心に移動させて可動部３０ａを移動範囲中心に保持させる（センタリング処理）。その後、像ブレ補正処理が開始される。像ブレ補正処理前の可動部３０ａの移動範囲中心への移動制御を、通常の像ブレ補正処理で行う駆動と同じように高速で行うと、移動が振動的になり安定しないことがある。また、移動による衝撃が撮像装置１を保持する使用者にも伝わり不快感を与えるおそれがある。本実施形態では、ミラーアップ時間パラメータＭＲＵＰの値が０にされた時点から６０ｍｓの時間をかけて、可動部３０ａを移動範囲中心に移動するため、比較的低速で駆動を行う（図７参照）。特に、移動終了前（終点近傍にある時）は、低速で駆動させるので、可動部３０ａが移動範囲中心に到達した時点で急に止められることはない。そのため、急な制動動作に基づく可動部３０ａの振動的な移動を抑制し、移動による衝撃（制動時の衝撃）を和らげることが可能になる。

さらに、移動開始直後（始点近傍にある時）についても、低速で駆動されるため、可動部３０ａが止まっている状態から急に移動せしめられることはない。そのため、急な発進動作に基づく、可動部３０ａの振動的な移動を抑制することが可能になる。

本実施形態では、像ブレ補正処理開始前の、移動範囲中心への移動開始時（ＭＲＵＰ＝０、経過時間：０）から、移動終了時（ＭＲＵＰ＝６０、経過時間：６０ｍｓ）の間、可動部３０ａと移動範囲中心との距離と、経過時間との関係が余弦波形を示す（図７参照）、すなわち可動部３０ａの移動速度と、経過時間との関係が正弦波形を示す（図８参照）ように、可動部３０ａの移動制御が行われるが、波形は余弦波形に限られない。例えば、飽和曲線のように、移動終了時（ＭＲＵＰ＝６０）の時点での移動が低速で駆動されている形態である。

また、撮像装置１は、ミラーアップ動作が行われる一眼レフカメラであるとして説明したが、ミラーの有無は問わない。ミラーアップ動作が無いカメラの場合は、露光のために撮像素子における電荷蓄積が開始される時点（露光開始時点）までに、センタリング処理が行われる。この場合、像ブレ補正処理は、露光時間内に限らず、他の期間にも行っても良い。

また、所定時間の長さは６０ｍｓに限られない。所定時間は、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされた後から、露光のために撮像素子における電荷蓄積が開始される時点まで間の時間よりも短い時間に設定されており、電荷蓄積が開始される前（露光が開始される前）に、所定時間が終了していれば良い。本実施形態では、所定時間が、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされた後のミラーアップ動作開始（図４のステップＳ２３参照）から、露光開始前のシャッタ開動作（図４のステップＳ２５参照）開始までの間の約７０ｍｓよりも短い６０ｍｓに設定され、電荷蓄積が開始される前（露光が開始される前）で且つシャッタ開動作前に、所定時間が終了される。

また、撮像素子を含む撮像部３９ａが可動部３０ａに配置されて移動する形態を説明したが、撮像部３９ａは固定で、像ブレ補正レンズを可動部３０ａに配置して移動させる形態でも同様の効果が得られる。

また、磁界変化検出素子としてホール素子を利用したホール素子部４４ａによる位置検出を説明したが、磁界変化検出素子として別の検出素子を利用してもよい。具体的には、磁界の変化を検出することにより可動部の位置検出情報を求めることが可能なＭＩセンサ（高周波キャリア型磁界センサ）、または磁気共鳴型磁界検出素子、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）であり、ホール素子を利用した本実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態における撮像装置の外観を示す背面からみた斜視図である。 撮像装置の正面図である。 撮像装置の回路構成図である。 撮像装置のメイン動作処理を示すフローチャートである。 割り込み処理を示すフローチャートである。 像ブレ補正処理における各手順の演算式を示す図である。 移動範囲中心と可動部との第１方向ｘの距離と、経過時間との関係を示すグラフである。 可動部の第１方向ｘの移動速度と、経過時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 撮像装置
１１ Ｐｏｎボタン
１２ａ 測光スイッチ
１３ レリーズボタン
１３ａ レリーズスイッチ
１４ 像ブレ補正ボタン
１４ａ 像ブレ補正スイッチ
１７ ＬＣＤモニタ
１８ ミラー絞りシャッタ部
１９ ＤＳＰ
２１ ＣＰＵ
２３ ＡＥ部
２４ ＡＦ部
２５ 角速度検出部
２６ａ、２６ｂ 第１、第２角速度センサ
２７ａ、２７ｂ 第１、第２ハイパスフィルタ回路
２８ａ、２８ｂ 第１、第２アンプ回路
２９ 駆動用ドライバ回路
３０ 像ブレ補正部
３０ａ 可動部
３０ｂ 固定部
３１ａ、３２ａ 第１、第２駆動用コイル
３９ａ 撮像部
４１１ｂ、４１２ｂ 第１、第２位置検出及び駆動用磁石
４３１ｂ、４３２ｂ 第１、第２位置検出及び駆動用ヨーク
４４ａ ホール素子部
４５ ホール素子信号処理回路
６７ 撮影レンズ
Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ 第１、第２デジタル角度位置
ｄｘ、ｄｙ 第１、第２ＰＷＭデューティ
Ｄｘ_ｎ、Ｄｙ_ｎ 第１、第２駆動力
ｅｘ_ｎ、ｅｙ_ｎ 第１、第２減算値
ｈｈ１０ 水平方向ホール素子
ｈｖ１０ 鉛直方向ホール素子
ｈｘ、ｈｙ 第１、第２ハイパスフィルタ時定数
Ｋｘ、Ｋｙ 第１、第２比例係数
ＬＸ 撮影レンズの光軸
ＭＰ ミラー状態管理パラメータ
ＭＲＵＰ ミラーアップ時間パラメータ
ｐｄｘ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分
ｐｄｙ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第２方向ｙ成分
ＰＰｘ、ＰＰｙ 第１、第２現在位置パラメータ
ｐｘ、ｐｙ 第１、第２検出位置信号
ＲＰ レリーズ状態管理パラメータ
Ｓｘ_ｎ Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分
Ｓｙ_ｎ Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分
Ｔｄｘ、Ｔｄｙ 第１、第２微分係数
Ｔｉｘ、Ｔｉｙ 第１、第２積分係数
ｖｘ、ｖｙ 第１、第２角速度
Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ 第１、第２デジタル角速度信号
ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ 第１、第２デジタル角速度
θ サンプリング周期

Claims (7)

1. 可動部と、
   前記可動部を、像ブレ補正処理の為に移動制御し、前記像ブレ補正処理を開始する前に、前記可動部を所定時間かけて特定位置に移動させる制御部とを備え、
   前記制御部は、前記可動部の前記特定位置への移動終了前に、前記可動部を減速して移動させ、
   前記特定位置への移動後に、前記像ブレ補正処理の為の移動制御が行われることを特徴とする像ブレ補正装置。
2. 前記特定位置は前記可動部の移動範囲中心であることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
3. 露光が開始される前に、前記可動部の前記特定位置への移動が終了することを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
4. ミラーアップ動作を行うミラーと、
   シャッタとを更に備え、
   前記所定時間は、レリーズスイッチがオン状態にされた後で前記ミラーアップ動作が開始された時点から、前記シャッタの開動作が開始される間での時間よりも短い時間に設定され、
   前記シャッタの開動作が開始される前に、前記可動部の前記特定位置への移動が終了することを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
5. 前記制御部は、前記可動部の前記特定位置への移動開始直後は、前記可動部を加速して移動させることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
6. 前記制御部は、前記所定時間の間、前記可動部と前記特定位置との距離と、前記所定時間の開始からの経過時間との関係が余弦波形を示すように、前記可動部を移動制御することを特徴とする請求項５に記載の像ブレ補正装置。
7. 前記像ブレ補正処理、及び前記特定位置への移動の為の、前記可動部の移動制御は、一定時間間隔で行われ、
   前記所定時間は、前記一定時間よりも長く設定されることを特徴とする請求項６に記載の像ブレ補正装置。

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